基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-27 20:20本頁面
【正文】 水率。該方法效率高，應(yīng)用廣泛，可用在大棚蔬菜、溫室花卉以及荒漠治理等。噴灌，利用整套的水管以及水泵加壓或由水的自然落差將水輸送到灌溉區(qū)的方式。該方法可以使水分在空中形成散成水滴，均勻的散布在種植區(qū)。該方式也可以減少滲透但是一般適合于大面積均勻灌溉如苗圃、園林、草坪等?？紤]安裝和成本問題，精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)選用噴灌的灌溉方式。噴灌系統(tǒng)的主要組成包括：（1）首部和水源，這部分是灌溉供水的來源，一般選擇井泉、湖泊、河流然后用水泵抽水加壓，若是在城市溫室的情況下，可以利用城市供水系統(tǒng)這樣可以免去水泵部分。（2）輸水管網(wǎng)，這部分主要是把水源輸送到不同灌溉區(qū)終端的噴頭。它是由不同管徑的管道主要分為主干管、支管和毛細(xì)管通過相應(yīng)的管道連接件和閥門連接而成?，F(xiàn)代灌溉中為了施工方便多采用水力學(xué)性能好且不易生銹的塑料管道，如PVC、PE等。（3）噴頭，用于把水分散成水滴均勻的撒在種植區(qū)。在選用噴頭時(shí)不僅要考慮其本身的參數(shù)，如工作壓力、流量、射程、噴灑扇形角度等，還要考慮土壤的允許噴灌強(qiáng)度，地形土壤特征、種植種類等外部因素。整個(gè)噴灌裝置如圖2所示。圖2 噴灌裝置構(gòu)成框圖土壤墑情采集 測(cè)量土壤水分有多種技術(shù)方法。根據(jù)測(cè)量原理，大致可分為以下幾種:l)重量法，通過測(cè)定土樣的重量變化來確定含水量，如烘干法、比重法:2)電測(cè)法，通過測(cè)定土壤中的電學(xué)特性，如電阻、電容、介電常數(shù)等，間接地測(cè)量土壤含水量。3)熱學(xué)法，通過測(cè)定土壤導(dǎo)熱性能大小，確定土壤含水量。4)射線法，通過測(cè)量射線在土壤中的衰減情況測(cè)量土壤含水量，如中子散射法、X射線法、丫射線法等。5)化學(xué)法，通過測(cè)定土壤水分與其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，確定土壤的含水量，如碳酸鹽法。6)遙感法，利用遙感技術(shù)測(cè)定土壤含水量，如紅外遙感技術(shù)。烘干稱重法和TDR法是目前測(cè)量土壤水分有代表性的方法。烘干法是把土壤放在105℃地烘箱內(nèi)烘烤8一10小時(shí)，土壤樣本恒重后，計(jì)算土壤樣本烘烤前后的重量差，結(jié)果用重量含水率表示。烘干法是目前國際上測(cè)量土壤水分的標(biāo)準(zhǔn)方法，其特點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，對(duì)設(shè)備的要求不高，缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能實(shí)時(shí)快速測(cè)量。在精細(xì)農(nóng)業(yè)中，烘干法主要用于標(biāo)定檢驗(yàn)。TDR(TimeDomainRefleetometry)時(shí)域反射法是一種快速測(cè)量技術(shù)，其原理是高頻電磁脈沖在土壤中傳播的速度依賴于土壤的介電特性，而在一定的頻率范圍內(nèi)(soM一IOGHZ)，礦物質(zhì)、空氣和水的介電特性為常數(shù)，且水的介電常數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他物質(zhì)，因此電磁脈沖的傳播速度主要跟土壤的容積含水量相關(guān)。TDR是目前測(cè)量土壤含水量的主要方法之一，可對(duì)土壤進(jìn)行快速、連續(xù)、準(zhǔn)確的測(cè)量，測(cè)量范圍廣(0~100%)、分辨率高，且不需要標(biāo)定，適合田間快速測(cè)量的要求。但時(shí)域反射儀主要依賴于從國外進(jìn)口，價(jià)格較高，因而難以在國內(nèi)大量地使用。綜合考慮成本及測(cè)量精度，采用自主開發(fā)FDR（頻域反射法）傳感器的方式，測(cè)量土壤水分，以降低系統(tǒng)成本，同時(shí)保證水分采集的精度。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)擬采用SiLab公司的Si1000系列無線平臺(tái)，具有成本低、集成度高、發(fā)射功率高、鏈路增益預(yù)算高等特點(diǎn)，工作于433MHz公共頻段，無需付費(fèi)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議采用國際標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合自主開發(fā)的方式，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)部署、數(shù)據(jù)傳輸、低功耗及可靠性等各種因素，既具有一定的通用性，又滿足精準(zhǔn)灌溉的需求。五、創(chuàng)新點(diǎn)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，利用大規(guī)模的廉價(jià)傳感器節(jié)點(diǎn)，采集土壤墑情信息，滿足精準(zhǔn)灌溉所需的大量精確信息的需求。自主開發(fā)FDR（頻域反射法）傳感器，降低成本的同時(shí)，保證采集精度。低功耗的無線傳感器傳輸協(xié)議，確保節(jié)點(diǎn)可靠工作3到5年。
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